Bitkiler de
Hisseder
Özlem Kılıç Ekici
Dr., Bilimsel Programlar Başuzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi
thinkst
B
itkiler de diğer canlılar gibi çev-reyi algılayarak morfolojilerinde, fizyolojilerinde ve fenotiplerinde (kalıtımla oluşan dış görünüş) gerçekleş-tirdikleri birtakım değişikliklerle bulun-dukları ortamın koşullarına ayak uydurur. Yiyecek aramak için göç edemezler, çekir-ge sürülerinin saldırılarından, fırtınalar-dan kaçamazlar. Her koşulda kök saldık-ları yerde kalırlar. Önceden tahmin edile-meyen koşullarda gelişmek, yaşamlarını ve soylarını devam ettirebilmek için çev-relerini algılayabilmek onlar için gerçek-ten çok önemli. Doğru zamanda ve uy-gun ortamda filizlenmeleri, gelişip büyü-meleri, tomurcuk verbüyü-meleri, çiçek açma-ları ve meyvelerinin olgunlaşması bitkile-rin çevresel faktörlere karşı ne kadar du-yarlı olduğunun en önemli işareti. Doğa-nın ritmine uygun davranmalarını, tema-sa, kimyasallara, yerçekimine, ışık ve sı-caklık değişimlerine karşı duyarlı olma-larını genlerinde kodlanmış kalıtsal me-kanizmalar ve bünyelerinde oluşturduk-ları büyüme düzenleyici kimyasallar sağ-lıyor. Sürgünler ışığın geliş yönüne doğ-ru eğilerek ışığa yönelir, böylece yapraklar maksimum düzeyde fotosentez gerçekleş-tirebilir. Kökler yerçekiminin de etkisiy-le toprağın derinliketkisiy-lerine doğru hareket eder. Oluşan yaralar, zedelenmeler ve has-talıklar birtakım savunma mekanizma-larını tetikler, hatta tehlike anında kom-şu bitkiler bile uyarılır. Bitkiler vücutları-nı kaplayan bir derileri olmadığı haldecağı ve soğuğu da hisseder ve ortamın sı-caklığına göre büyüme hızlarını değiştire-rek, kullandıkları su miktarını ayarlayarak hava koşullarına uyum sağlarlar. Bitkile-rin hafızasının olduğundan bile bahsedili-yor. Bitkinin kendi durumu ve bulunduğu ortamın koşulları hakkındaki bilgiler, bir hücreden diğer hücreye, hatta bir bitkiden başka bir bitkiye sinyaller aracılığı ile ak-tarılır. Dilleri olmasa da, bazı organları-nın hareketleri, büyüme hızları ve yönleri, ayrıca metabolizmalarındaki değişiklikler hislerine ve algılarına tercüman olur.
Dokunmak ve Hissetmek
Bitkilerin dışardan aldıkları sinyalle-ri değerlendirecek ve ifade edebilecek bir beyinleri olmasa da dokunmaya karşı has-sasiyetleri, değişen çevre koşullarına çok iyi uyum sağlamalarına ve hayatta kalma-larına yardımcı olur.
Bitkiler dışardan gelen uyaranlara kar-şı açık, dokunmaya müsait bir ortamda yetişir. Dallar, yapraklar ve diğer organ-lar rüzgârda sürekli sallanır, böcekler yap-rakların üzerinde gezinir, sarmaşıklar sa-rılmak ve tutunmak için hep bir dayanak arar. Yapılan araştırmalar on yedi ayrı bit-ki familyası içinde, 1000’den fazla çeşidin dokunmaya özellikle çok duyarlı olduğu-nu gösteriyor. Aslında bütün bitkiler tüm mekanik zorlamaları ve temasları hisse-der, ama özellikle etçil olanlar bu durumu çok iyi kullanır.
Bitkiler çevrelerinde olup bitenin
ne kadarının farkında?
Kendinizi ağaçların, çalıların arasında
ya da çiçeklerle dolu bir çayırda
yürürken hayal edin.
Acaba çalılar birisinin kendilerine
sürtünüp geçtiğini biliyor mu?
Peki ya çim bitkisi birisinin ayaklarının
altında ezildiğinin farkında mı?
Ağaçlar koku alıyor mu?
Çiçekler bizi görüyor ya da duyuyor mu?
Bitkilerin bizimkilere benzeyen duyu
organları, dokuları ya da sinir sistemleri
olmayabilir, ama buna rağmen onlar
gene de hisseder ve çevrelerinde olup
bitenleri algılar. Tıpkı bizler gibi
onlar da görür ve koklar. Hatta duyar,
tat alır, teması hisseder, iletişim kurar,
mutlu olur ve dans ederler.
>>>
thinkst
Bitkiler de Hisseder
Böcekkapan Venüs (Dionaea
muscipu-la) bitkisi, üzerine konan böceğin
varlığı-nı hissettiği anda kendini kapatır ve bö-ceği içeride hapseder. Bataklık bölgelerde yaşayan bu bitki, fakir toprakta beslene-cek bir şey bulamadığı için besinini yu-karılarda arar. Yaprakların özellikle iç kı-sımlarındaki kıllara bir böcek temas ettiği anda oluşan elektriksel uyarı, etçil bitki-nin kalın yapraklarına doğru hızla yayılır. Bu da kapan şeklindeki yaprakların ani-den (saniyenin onda biri gibi kısacık bir sürede) kapanmasına neden olur.
Yap-rakların kapanmasını sağlayan elektriksel uyarının oluşması için bir böceğin bitki-de 20 saniye içinbitki-de en az iki kıla temas et-mesi gerekiyor, yani bir böcek sadece bir kıla değerse yapraklar kapanmıyor. Yemi-ni içeride hapseden bitki, birtakım sıvılar salgılayarak böceklerin yumuşak kısım-larını sindirmeye başlıyor. Bu işlem 5-12 gün sürebiliyor. Sindirme işlemi tamam-landığında yapraklar açılıyor ve böceğin sindirilmemiş, işe yaramayan kısımları dışarı atılıyor. (http://www.youtube.com/watch? v=uJpgMDOZInA&feature=related)
Her bitki temasa böcekkapan Venüs bitkisi kadar hızlı cevap vermese de dışa-rıdan gelen tüm uyarıcıları hisseder. Bö-cek yiyen Güneşgülü (Drosera sp.) bitki-si de böcekleri yakalamak için uzun ve ya-pışkan tüylerini kullanır. Bir böceğin te-masını hisseden bitki, yapraklarını uçla-rından başlayıp içe doğru kıvırarak böce-ği hapseder ve sindirim için gerekli sıvıları salgılayarak yemini afiyetle yer. (http://www. youtube.com/watch?v=cZ7Fws1HaL0)
Böcekkapan Venüs bitkisinin üzerine konan böceği hissetmesi tıpkı bizim ko-lumuza konan bir sineğin derimizin üze-rinde yürüdüğünü hissetmemize benziyor. Derimizdeki dokunma almaçları sineği hissettiği anda bir elektrik akımı etkinleşir. Bu akım sinir hücreleri aracılığı ile beyne ulaşır. Böylece gelen sinyale belli bir tepki ile karşılık veririz. İlginç bir şekilde bitkiler ve hayvanlar, tek bir hücre seviyesinde bi-le, kendilerine dokunan şeyi algılamak ve hissetmek için benzer proteinler kullanı-yor. Almaç proteinler hücre zarında bulu-nuyor. Herhangi bir baskı ya da bozukluk sonucunda bu almaçlar uyarılıyor ve yük-lenmiş iyonların zardan geçmesine izin ve-riyor. Bu da hücrenin içindeki ve dışında-ki elektrik yükünün farklı olmasına ve bir akımın oluşmasına neden oluyor.
Bazı bitkilerin yaprakları geceleri ka-panıp sabahları yeniden açılır. Ama küs-tümotu (Mimosa pudica) bitkisinin yap-rakları, hangi saatte olursa olsun, en ufa-cık bir temasta bile anında kapanır. Yap-raklara doğru üflediğinizde de aynı tepki-yi gösterir. Dalın ucundaki yapraklara do-kunulduğunda, dizili domino taşlarının
Scienc e PR / O xfor d S cien tific / G ett y Images Türk iye
>>>
devrilmesi gibi, dıştan içe doğru tüm yap-rakların bir uyum içinde kapandığı görü-lür. Yapraklardaki bu hareketlilik hücreler turgor basıncını yani hücre içindeki suyun hücre zarına yaptığı basıncı kaybettiğinde oluşur. Bitkilerin yaprakları turgor basın-cı sayesinde dik durur. Bitki rahatsız edil-diğinde hücrelerindeki suyu dışarıya çık-maya zorlayan kimyasallar salgılar. Böyle-ce hücre duvarı çöker ve yapraklar kapa-nır. (http://www.youtube.com/watch?v=Zq3UuHlPL QU&feature=fvwrel)
Sparrmannia africana bitkisinin
çiçek-lerine hafifçe dokunduğunuzda taç yap-raklar geriye doğru kıvrılarak tamamen açılır ve erkek organlar açıkta kalır. Bu da bu bitkinin kolayca çapraz tozlaşmasını ve neslinin devamını sağlar.
Bir bitkiyi sallamak ya da bazen sadece dokunmak bile gelişmesini azaltabilir. Ni-tekim çok rüzgâr alan bölgelerde yetişen bitkilerin genelde gövdeleri kalın ve boy-ları bodur olur. Yapılan başka bir araştır-mada ise bitkinin gövdesine ya da sapına her gün birkaç saniye dokunup hafifçe vu-rulduğunda gövdenin kalınlaştığı görül-dü. Çünkü bitki kuvvetli rüzgârlara ma-ruz kaldığını zannederek gerekli savunma mekanizmalarını devreye sokuyor. Özel-likle Japonya’daki şeker kamışı üreticileri bu tekniği kullanarak daha kalın gövdeli kamışların oluşmasını sağlıyorlar.
Işığı Görmek
Bitkiler her zaman ışığa doğru yönelir. Işığı sadece fotosentez için değil, büyüme hızını değiştiren bir sinyal olarak da kul-lanırlar. Bizim gözlerimizde bulunan ve ışığı alan fotoreseptörler gibi bitkilerin de yapraklarında ve gövdelerinde ışığa has-sas alıcılar (fototropinler, kriptokromlar, fitokromlar) var. Bitkilerin fotoreseptörle-ri ışığın hem miktarına hem de dalga bo-yuna hayli duyarlı. Bitkiler bu alıcılar sa-yesinde kırmızıyı ve maviyi ayırt edebilir, hatta bizim göremediğimiz kızılötesi ve morötesi dalga boylarındaki ışığı bile al-gılayabilirler. Ayrıca ışığın nereden geldi-ğini, kuvvetli mi, parlak mı olduğunu, ne kadar zaman önce söndüğünü de bilirler. Işığın yönünü ve yoğunluğunu da algıla-yan bitkiler, Güneş gökyüzünde parlarken renksiz pigment maddeleri (kuersetin ve kaempferol) üretir. Bu pigmentler bitkileri Güneş’in zararlı ışınlarına karşı korur. Fo-tosentezin gerçekleşmesini sağlayan alıcı-lar, yani fototropinler mavi ışığa hassastır. Mavi ışığı hissetikleri anda art arda birta-kım sinyallerin oluşmasını sağlayan süre-ci başlatırlar. Bu sinyaller büyüme hormo-nu oksini etkinleştirir. Oksin hormohormo-nu sa-yesinde gölgede kalan gövdenin ucundaki hücreler bölünerek uzar ve bitkinin ışığa doğru yönelmesini sağlar. Bitkiler
yaprak-larındaki pigment maddeleri fitokromlar sayesinde kırmızı ışığı görür. Fitokromlar, ışığın etkinleştirdiği birer kontrol düğme-si gibi davranır. Kırmızı ışığa maruz kal-dıkları zaman kızılötesi ışığı algılayacak şekilde uyarlanırlar, kızılötesi ışıkla ışın-landıkları zaman ise kırmızı ışığı algılar-lar. Bu mekanizma sayesinde bitkiler gü-nün hangi saatinde olduklarını, gölgede mi aydınlıkta mı olduklarını, gündüzü, geceyi, mevsimleri ayırt eder, sistemlerini buna göre ayarlar.
Bitkiler ışığa karşı öyle hassastır ki renklerin farklı tonlarına da tepki göste-rirler. Açık ve koyu kırmızıyı birbirinden rahatlıkla ayırt edebilirler. Her iki ışık da güneş ışığında var, ancak açık kırmızı, to-humların çimlenmesini ve klorofil sente-zini uyarırken gövdenin boyunun uzama-sını engeller. Bitkilerin birbirine çok yakın dikildiği, yoğun bitki örtüsü koşullarında ise koyu kırmızı ışık hâkimdir. Böyle göl-gelik bir ortamda fitokromlar başka türlü çalışır. Öncelikli hedef gövdenin uzaması ve bitkinin ışığa kavuşmasıdır.
Fotoreseptörlerin çalışma mekanizma-sında ışığı alan pigment maddelerine bağ-lı proteinler rol abağ-lıyor. Ancak hayvanların gözlerinde bulunan ve ışığı algılayan foto-reseptörler, bitkilerdeki fototropinlerden ve fitokromlardan tamamen farklı. Ama hayvanların ve bitkilerin paylaştığı tek bir
thinkst
ock
thinkst
fotoreseptör tipi var: Kriptokromlar. Gün-düz saatlerinde hücrelerdeki kriptokrom-lar mavi ve ultraviyole dalga boyundaki ışıkları algılayarak organizmanın sirka-diyen ritmini, yani hayvanlarda ve bitki-lerde 24 saat boyunca gerçekleşen biyolo-jik süreci kontrol eden biyolobiyolo-jik saati dü-zenler. Bitkilerdeki biyolojik saat, yaprak-ların hareketinden fotosenteze kadar bir-çok süreçten sorumlu. Yapılan son çalış-malarda bitkilerdeki, aydınlık ve karanlığı ayırt eden mekanizmadan sorumlu gen-lerin insanlarda da bulunduğu belirlen-miş. İnsanlardaki bu genler hücre bölün-mesinin zamanlanmasında, sinir hücrele-rinin büyümesinde ve bağışıklık sistemi-nin düzenli çalışmasında rol alıyor. Anla-yacağınız, bitkilerin aldıkları ışık sinyal-lerini resme çevirebilecek gözleri ve sinir sistemleri olmasa da gelişebilmek ve yaşa-yabilmek için sürekli değişen görsel çevre-yi, ışığın geliş yönünü, miktarını, süresini ve rengini (dalga boyunu) algılama ve ışı-ğın durumuna göre kendilerini ayarlama yetenekleri var.
Koku, Tat ve
Kimyasal Algılama
Bitkilerin çevrelerini koklamaları onlar için hayati önem taşır. Bunun en güzel ör-neğini orman yangınlarından sonra yeni-den yeşeren ağaçlık alanlarda görüyoruz.
Tohumlar dumanın kimyasal içeriğinin kokusunu alır ve bu da tohumun çimlen-mesini hızlandırır. Kaybolan florayı yeni-den canlandırmanın doğal yolu tamamen bitkilerin koku almasına bağlı. Bir şeyin kokusunu aldığımızda aslında o şeyin ha-vaya yayılan uçucu kimyasal maddesinin kokusunu alıyoruz ve buna göre tepki ve-riyoruz. Bitkiler de kokulara karşı tep-ki gösterir. Örneğin meyvelerin olgunlaş-masında bitkilerin koku alma yeteneğinin önemli etkisi var. Olgunlaşmış ve olgun-laşmamış iki meyve yan yana bir torbaya koyulduğunda olgunlaşmamış meyvenin hızla olgunlaştığı görülür. Olgun meyve-nin havaya salgıladığı kimyasal madde bu işi gerçekleştirir. Doğada da bir meyve ol-gunlaşmaya başladığında etilen hormonu salgılar. Bu kokuyu alan aynı ağaçtaki di-ğer meyveler, komşu ağaçtakiler, bahçede-ki diğer ağaçlardabahçede-ki meyveler aşağı yukarı aynı zamanda olgunlaşır.
Parazit bir bitki türü olan küsküt de çok iyi koku alan bitkilerden. Küskütün yaprakları yok, fotosentez yapamaz. Bu nedenle yaşamını sürdürebilmek için baş-ka bitkilere ihtiyaç duyar. Parazit olarak yerleşeceği konukçu bitkisini ise kokla-yarak seçer. Domates ve buğday yan yana koyulduğunda domatesin kokusunu ter-cih eden küsküt kendisini domatesin göv-desine bağlar ve besinini emmeye başlar.
Bitkiler koku alma becerileri sayesin-de birbirleriyle iletişim sayesin-de kurar. Bazı bit-kiler (örneğin akçaağaç, lima fasülyesi, lahana) bitki zararlısı böcekler tarafın-dan istila edildiklerinde birtakım kim-yasallar salgılayarak komşu bitkileri uya-rır ve onların savunma mekanizmalarını harekete geçirmesini sağlar.
Bitkilerin dünyasında aile içi iletişim de ön planda. Kardeşler birbirlerini tanı-yor, koruyor ve kolluyor. Su, besin ve gü-neş ışığını birbirleriyle paylaşıyorlar. Ya-pılan bir çalışmada sahil kenarlarında ye-tişen otsu Deniz teresi (Cakile sp.) bitki-sinin ebeveyn bitkinin tohumlarından yetişen kardeşlerini tanıdığı anlaşılmış. Besinlerin kardeşler arasında paylaşıldı-ğı ortak yaşam alanlarında, kardeş bitki-ler birbirbitki-lerine yardımcı olmak amacıyla duruma göre ya kök gelişimlerini yavaş-latıyor ya da daha az yaprak oluşturarak birbirlerine gölge yapmıyorlar. Deniz te-resi yabancı bitkilerin yanına dikildiğin-de ise kendi gelişimini kısıtlamadan, ya-bancı bitkilerle ortak yaşam alanında re-kabet edebilmek için, mümkün olduğun-ca fazla kök ve yaprak geliştirmiş. Bitki-lerin kardeşBitki-lerini tanımasının altında ya-tan mekanizmanın köklerden salgılanan kimyasal sinyaller olduğu belirtiliyor.
Bitkiler ağızlarının tadını iyi bilir. Yapı-lan bir çalışmada bitkinin köklerinin etra-Bitkiler de Hisseder Ro y Meh ta / The Image B ank / G ett y Images Türk iye Jona than B
uckley / GAP Phot
os / G
ett
y Images
Türk
fındaki toprağın tadını alarak zengin besin kaynak-larına ve özellikle azotu bağlamaları için gerekli olan amonyağın bulunduğu bölgeye doğru yöneldiği bu-lunmuş. Tat alma becerisi bitkinin savunma meka-nizmasını harekete geçirmesini de sağlıyor. Bitkiler özellikle bitki patojeni bakterilerin ve fungusların salgıladığı kimyasal sinyallerin tadını aldıkları anda oluşturdukları bir takım kimyasallar, bariyerler, hüc-re duvarının kalınlaşması ve stomaların kapanması gibi tepkiler ile patojenlerin ilerlemesini ve hastalık oluşturmasını engelliyor.
Colorado Eyalet Üniversitesi’ndeki bir grup araş-tırmacı tehlikeyi hissettiğinde renk değiştiren bitki-ler geliştirmiş. Bitkibitki-lerde bulunan yapay algılayıcılar zehirli gazlardan patlayıcı maddelere kadar birçok çevre kirleticiye karşı tepki gösterebiliyor. Havadaki zararlı maddeleri algılayan bitkilerin yeşil yaprakla-rı anında renk değiştirerek beyaz oluyor. Bu zarar-lı madde ortamdan uzaklaştırızarar-lınca yaprakların ren-gi tekrar yeşile dönüyor. Şimdilerde bu çalışmayı la-boratuvarın dışına da taşıyan ekip, bu yöntemin çok yakın gelecekte birçok pratik uygulama alanının ola-cağını belirtiyor. Evimizdeki gaz sızıntısını hisseden, havaalanlarında patlayıcı veya uyuşturucu maddele-rin varlığını tespit eden bitkilemaddele-rin olduğunu düşünün bir kere. Göze hitap eden, dekoratif bir bitki ama ay-nı zamanda da etkili bir kimyasal algılayıcı cihaz.
Ses ve İşitmek
Bitkilerin gerçekten duyabildiğini ortaya koyan bi-limsel çalışmalar henüz sonuçlanmamış. Ancak bit-kilerin müzik tercihleri hakkında anlatılan birtakım hikâyeler var. Bazılarının klasik müzikten, bazıları-nın cazdan hoşlandığı ve bu müziklerin çalındığı or-tamlarda daha iyi geliştiği söyleniyor. Hatta çoğu ki-şi bitkilerle sohbet etmenin bitkilere iyi geldiğine ina-nıyor. İlgi göstermek ve konuşmak bitkilere gerçek-ten iyi gelir mi gelmez mi bunu bilemeyiz, ama yeşil-lik ve doğayla ilgili her şeyin bizlere iyi geldiği kesin.
Bitkilerin duyma yetisi ile ilgili bilimsel çalışma-lar henüz çok yeni. Yapılan çalışmaçalışma-lar bitkilerin bir-takım titreşimlere (örneğin arı vızıldaması, böcekle-rin kanat titreşimleri) karşı hayli duyarlı olabileceği-ni gösteriyor. Mısır bitkisiolabileceği-nin kökleriolabileceği-nin bazı titreşim frekanslarının geldiği yöne doğru büyüdüğü görül-müş. Başka bir çalışmada ise çam ve meşe ağaçları-nın kurak koşullarda, belki de diğer bitkileri uyarmak amacıyla, birtakım ultrasonik titreşimler yaydığı tes-pit edilmiş. Ancak çalışmalar sonuçlandığında bitki-lerin gerçekten duyup duyamadığını anlayabileceğiz.
Dans Edenler
Dans eden bitki (Desmodium gyrans) ya da en yay-gın adıyla Telgraf bitkisinin ana yapraklarının yanla-rındaki küçük iki yaprak sesle hareket eder. Çimlen-meden hemen sonra verdiği ilk gerçek yaprakları ile başlayan hareket ve tepki verme, bitki geliştikçe daha da artar. Bitki sadece sese tepki vermez, sıcaklık de-ğişimlerine, güneş ışığına ve dokunmaya karşı da he-men tepki verir. Özellikle gelişmiş ve saksısını dol-durmuş bitkinin toplu halde tüm yapraklarını aynı anda hareket ettirmeye başlaması etkileyici bir man-zaradır. Bulunduğu ortamda müzik çalınmasına, el çırpılmasına ya da diğer ses değişimlerine anında tepki veren bitki, yapraklarını oynatarak bugüne ka-dar görmeye alışık olmadığımız bir görüntü sergiler. (http://www.youtube.com/watch?v=EWDn1R-l9GI)
Tıpkı hayvanlar gibi bitkilerin de beş duyuya sa-hip, zengin, dinamik ve duyusal yaşamları olan kar-maşık organizmalar olduğu gerçeğiyle karşı karşıya-yız. Köklerinin olması onlar için gerçekten de kısıtla-yıcı bir evrimsel özellik. Ama bitkiler bu duruma ya-ni bir yerde kök salmış olmaya uyum göstermeleri-ni ve değişen çevre koşullarında yaşamlarını devam ettirmelerini sağlayabilecek algılayıcı mekanizmaları çok iyi geliştirmiş ve gerektiği zamanda da kullana-bilmiş. Yani anlayacağınız, bitkiler çevrelerinde olup biten her şeyin farkında.
<<< Kaynaklar http://www.whataplantknows.com/home/plant-senses http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=do-plants-think-daniel-chamovitz http://www.newscientist.com/special/plant-senses http://en.wikipedia.org/wiki/Plant_ perception_%28physiology%29 http://www.sciencedaily.com/ releases/2011/10/111021125711.htm
http://www.brianjford.com/soulsa.htm (The Secret
Language of Life) http://news.softpedia.com/news/The-Sense-of-the-Plants-84523.shtml http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC3276496/ http://www.environmentalgraffiti.com/nature/news-incredible-sentient-plants http://www.scientificamerican.com/article. cfm?id=what-a-plant-smells thinkst ock thinkst ock thinkst ock
